正壓輸送系統Positive pressure conveying system

正壓輸送系統Positive pressure conveying system，中央供料系統，CENTRAL FEEDING SYSTEM，真空輸送系統Vacuum conveying system

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### **正壓輸送系統設計方案（旋轉下料器供料）**

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#### **一、系統核心參數**

1. **物料特性**  

  - 名稱：檸檬酸粉（Citric Acid Powder）  

  - 密度：1.66 g/cm3（1660 kg/m3）  

  - 流動性：易吸濕，需干燥空氣保護  

2. **輸送能力**  

  - 設計流量：6噸/小時（*大能力）  

  - 運行模式：連續輸送（非間歇式）  

3. **管道布置**  

  - 垂直高度：25 m  

  - 水平距離：35 m  

  - 彎頭數量：2個（長半徑R=5D，降低壓損）  

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### **二、關鍵設備選型與設計**

#### **1. 旋轉下料器（旋轉閥）**  

- **型號**：雙級耐壓旋轉閥（XRW-200）  

 - 材質：304不銹鋼（葉片鍍硬鉻，耐磨）  

 - 密封設計：雙級閥體 + 壓縮空氣密封環（氣壓0.02 MPa）  

 - 轉速范圍：10-30 rpm（變頻調速，匹配流量需求）  

 - 理論供料量：6.3 m3/h（10.5噸/小時，按密度1.66 g/cm3）  

 - **實際控制**：變頻降速至17 rpm，輸出6噸/小時  

#### **2. 氣源系統**  

- **羅茨風機**  

 - 型號：SSR-150  

 - 風量：450 m3/h（冗余20%）  

 - 壓力：12 kPa（覆蓋總壓損10.05 kPa）  

 - 功率：11 kW  

- **空氣處理**  

 - 干燥機：吸附式（露點≤-40°C）  

 - 過濾器：三級過濾（1 μm精度，防粉塵倒灌）  

 - 穩壓罐：1 m3（緩沖氣流脈沖）  

#### **3. 輸送管道**  

- 材質：304不銹鋼無縫管（內壁拋光，Ra≤0.8 μm）  

- 管徑：DN80（垂直段）→ DN65（水平段加速區）  

- 彎頭加固：內嵌陶瓷襯板（厚度3 mm，壽命提升3倍）  

- 連接方式：法蘭+硅膠密封圈（氣密性≥99.9%）  

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### **三、系統壓力與氣流計算**

#### **1. 總壓力損失**  

| 壓損項           | 計算值（Pa） | 說明                     |

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| 垂直段（25 m）    | 3750        | 150 Pa/m × 25 m          |

| 水平段（35 m）    | 2100        | 摩擦系數λ=0.02           |

| 彎頭（2個）       | 900         | 等效3m直管/彎頭          |

| 旋轉閥            | 500         | 雙級閥體阻力             |

| 文丘里加速段      | 800         | 局部阻力系數ξ=0.3        |

| 分離器+除塵器     | 2000        | 旋風分離器+布袋除塵器     |

| **總壓損**       | **10050 Pa** | 約10.05 kPa              |

#### **2. 氣流速度驗證**  

- **文丘里出口速度**：  

 \[

 v = \frac{450 \, \text{m3/h}}{3600 \times \pi \times (0.065/2)^2} \approx 25.6 \, \text{m/s} \quad (\text{>20 m/s，防沉積})

 \]

- **垂直段速度**：  

 \[

 v_{\text{垂直}} = \frac{450}{3600 \times \pi \times (0.08/2)^2} \approx 21 \, \text{m/s} \quad (\text{**值})

 \]

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### **四、控制系統設計**

1. **自動化控制**  

  - PLC控制器：調節旋轉閥轉速（4-20 mA信號反饋）  

  - 關鍵傳感器：  

    - 管道壓力傳感器（實時監測壓損，防堵料）  

    - 料倉料位計（高低位報警，聯鎖啟停）  

    - 濕度傳感器（露點≤-20°C報警）  

2. **人機界面（HMI）**  

  - 觸摸屏操作：顯示流量、壓力、轉速、報警狀態  

  - 數據記錄：存儲運行參數（支持U盤導出）  

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### **五、運行與維護要點**

1. **啟動流程**  

  - 開啟干燥機與風機→預熱5分鐘→啟動旋轉閥→逐步提速至目標轉速。  

2. **停機流程**  

  - 停止旋轉閥→延遲3分鐘關閉風機→清空管道殘料。  

3. **維護計劃**  

  - 每日：檢查密封氣壓、管道振動。  

  - 每月：清潔過濾器，檢查陶瓷襯板磨損。  

  - 每季度：更換旋轉閥密封圈，校準傳感器。  

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### **六、方案優勢與風險**

| **優勢**                  | **風險與應對**                      |

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| 連續供料，效率高          | 旋轉閥漏氣 → 采用雙級閥+密封環      |

| 結構緊湊，維護成本低      | 物料吸濕結塊 → 干燥空氣+流化板      |

| 變頻調速，能耗可控        | 管道磨損 → 陶瓷襯板+定期巡檢       |

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### **七、成本估算（參考）**

| 組件               | 成本（萬元） | 備注                  |

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| 旋轉閥+料倉        | 8-10       | 含流化裝置           |

| 羅茨風機+干燥系統  | 12-15      | 含穩壓罐、過濾器      |

| 管道+彎頭          | 5-7        | 304不銹鋼+陶瓷襯板    |

| 控制系統           | 6-8        | PLC+HMI+傳感器       |

| **總計**           | **31-40**  | （不含安裝調試）      |

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### **八、總結**

本方案采用旋轉下料器實現檸檬酸粉的連續正壓輸送，通過雙級密封、文丘里加速和精準控制確保系統穩定運行。設計*大能力6噸/小時，實際日輸送量可靈活調整（按需啟停）。關鍵風險點通過干燥空氣、耐磨材料和自動化監控**覆蓋，適合中等規模化工或食品生產線應用。